長洲潛壩鉆孔灌注樁施工

韋思紅

（廣西眾益工程造價咨詢有限公司，廣西 南寧 530000）

長洲水利樞紐船閘（即1＃、2＃船閘）上游引航道左側為導航墻、靠船墩及隔水堤。根據樞紐整體水工模型試驗的成果，上游引航道左側隔水堤堤頭較大水域范圍內的橫向流速偏大（超過規范允許的0.30 m/s），影響船舶安全進出。為了解決該問題，經試驗研究，需在隔水堤堤頭布置由9個混凝土潛壩組成的非連續外擴段。在前期施工中，因船閘上游圍堰設置、工期等原因僅建成了靠近堤頭的4個潛壩，剩余5個尚未施工。目前，長洲樞紐上游水位已按正常蓄水位運行，雙線船閘已建成通航。上游引航道外擴段5個潛壩原設計方案的施工條件已完全改變（需全部水下施工，且水位在枯水期基本維持在設計正常蓄水位20.60 m）。5個潛壩工程的施工組織設計，包括鉆孔灌注樁、施工平臺、上部壩體混凝土（包括基礎承臺、水下潛壩壩體和部分水上潛壩壩體）施工。

1 準備工作

1.1 測量復核

對勘測設計部門的交樁點進行復核，按照施工需要加密控制網，復核結果經監理復核認可后方可使用。

本工程的樁基采用坐標法測定。樁基放樣：根據施工圖計算橋墩上樁位的坐標，從控制點直接測設樁位坐標，測量誤差在橋的順墩向和橫墩向不大于5 mm，并用鋼尺復核每只墩樁與樁的相對位置，再填寫樁基軸線和樁位標志記錄。

1.2 設置護筒

護筒采用埋設法施工，護筒頂部高出施工平臺（高出正常水位4 m）30 cm，護筒內徑比樁徑大200 mm～400 mm。護筒埋設深度為到風化巖層，護筒中心偏差要求小于2 cm，護筒豎向傾斜度小于1 %。護筒距離水面2 m處開設1個20 cm×30 cm溢漿孔，以便泥漿循環通暢。

1.3 泥漿制備

采用原土造漿，制作泥漿的黏土要選擇塑料指數較大，含砂率小的黏土。護壁泥漿采用比重1.2～1.4，黏度18 ″～22 ″的黏土。試驗泥漿的全部性能指標，并在鉆進中定期檢驗泥漿比重、黏度、含砂率、膠體率等，并填寫泥漿試驗記錄表。泥漿循環使用，廢棄泥漿沉淀后外運。

2 鉆孔施工

2.1 鉆孔準備

鋼平臺施工后，馬上進行鋼護筒施工。

在樁位復核正確，護筒、標高已測定的基礎上，鉆機才能就位。

鉆機就位前，對各項準備工作進行檢查。確保鉆機頂部起吊滑輪緣轉盤中心與樁孔中心三者在一垂線上，其偏差要求小于2 cm，同時鉆桿垂直度小于1 %。鉆機就位后，用枕木作機座，使底座和頂端平穩，在鉆進和運行中不應產生位移和沉陷。

2.2 成孔

成孔前必須檢查鉆頭保徑裝置、鉆頭直徑。鉆頭磨損超過要求時，應及時修復或更換，更換鉆頭必須通知監理檢驗、復量。鉆頭直徑采用1000 mm的。

鉆進時應先輕壓、慢速鉆進并控制泵量，逐漸加大轉速和鉆壓，正常鉆進。在鉆進過程中，進尺后快慢根據土質情況來控制，并經常對鉆孔泥漿的相對密度和漿面等檢查觀察。在黏性土及含砂率小的泥巖中，宜用中等轉速稀泥漿鉆進，在砂性土及含砂率高的地層中，宜用低轉慢速、大泵量、稠泥漿鉆進。泥漿比重調整為 1.25～1.35，具體根據孔位的土質情況進行調整。鉆進速度不宜過快，并適當提高泥漿比重，密切觀察，低速慢進，保證鉆孔質量。

施工作業分班連續進行，施工過程一氣呵成，不宜中途停頓，如確因故須停止鉆進時，不許將鉆頭停放在孔底超過12 h，以免被泥漿埋住鉆頭。成孔達到設計深度時，要測量機上余尺，確保設計有效樁長。經監理驗收合格后，方可進行第一次清孔。

2.3 終孔及清孔

成孔工序驗收合格后，進行第一次清孔工序的施工。清孔采用換漿法施工。即鉆孔完成后，提起鉆錐至距底約 50 cm～80 cm，繼續旋轉，然后輸入相對密度較低的泥漿進行泵吸，反循環清孔至符合要求為止。

清孔就是對孔內的石碴、泥漿進行必要的清理，判斷孔內含泥量、含碴量和孔底沉渣是否達到設計要求及滿足灌注要求。

一次清孔后不符合要求的，要采取措施：如改善泥漿性能、延長清孔時間等方式再進行清孔。

第一次清孔利用成孔鉆具直接進行，清孔時先將鉆頭提離孔底15 cm～20 cm，輸入泥漿循環清孔，并應控制泥漿比重，調節泥漿性能。第二次清孔：第一次清孔后，提出鉆桿，測量孔深，并抓緊時間安放鋼筋籠和混凝土導管，通過混凝土導管壓入清漿，進行第二次清孔，清孔的方法是在導管頂部安裝一個彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導管內，再從孔底沿著導管外置換沉渣。清孔后孔內泥漿密度≤1.15，孔底沉渣滿足設計要求≤5 cm。二次清孔停止前，應做好灌注的準備工作，以便確保在停止清孔后30 min內開灌（成孔結束至初灌間隔時間不得大于孔壁穩定時間）。若超過30 min，必須重新測定沉淤，若沉淤值超標，必須重新清孔至符合要求。

2.4 泥漿排放

現場用集裝箱作泥漿池（沉淀池）與泥漿箱。開鉆之前，泥漿池必需經監理驗收合格后，方可實施。鉆進時，細粒鉆渣經7.5 kW回漿泵抽回泥漿池內，沉淀后用7.5 kW排污泵抽吸至泥漿箱內。經泥漿池沉淀后的優質泥漿使用循環3PN泵吸流回鉆孔內。儲存在泥漿箱內的廢漿由專用泥漿運輸車輛外運至規定地點進行排放。

3 鋼筋籠制作安裝

3.1 鋼筋籠制作

（1）鋼筋籠采用分節制作，并預留一定搭接長度。

（2）施工現場搭設鋼筋籠制作棚，并加工專用鋼筋籠制作架子。

3.2 鋼筋籠安裝

（1）鋼筋籠分節形成，必須由鋼筋工班長自檢，安放前會同監理進行驗收，并當場進行隱蔽工程驗收簽證，未經驗收的鋼筋籠不得下放。

（2）鋼筋籠堆放場地應平整，堆放層數不得超過二層，并分別掛牌做好標志。

（3）為保證鋼筋籠的標高，由測量工測定鉆機平面標高，由施工員測定焊接吊筋長度。

（4）每根鉆孔樁鋼筋籠安裝過程中，根據設計要求使用聲測管。聲測管管底伸入土中200 mm，頂標高高出地表標高0.15 m。聲測管采用Φ50無縫鋼管，接頭采用套管形式，嚴禁漏水。聲測管底部用薄鋼板密封，聲測管底部20 cm鉆取9個Φ10壓漿孔，外套δ=1.5 mm橡膠管，橡膠管兩端用鐵絲扎緊。頂部用木枕封堵密實。聲測管與鋼筋籠焊接固定成一個整體，隨鋼筋籠一起沉放到位。

4 水下混凝土灌注

4.1 下灌注導管

使用Φ258 mm快速接頭灌注鋼導管，導管吊裝前試拼，接口連接嚴密牢固，導管使用前應進行水密承壓試驗，嚴禁用壓氣試壓。導管吊放完畢后，繼續輸入相對密度較低的泥漿，進行泵吸反復循環清孔直至符合要求為止。

4.2 混凝土灌注

水下砼采用C30商品砼，單根樁測量砼坍落度要不少于2次。砼灌注量與泥漿至砼面高度、砼面至孔底高度、泥漿的密度、導管內徑及樁孔直徑有關。砼實際澆灌量不得小于計算值，充盈系數控制值在1.1～1.2以內。

商品砼采用砼車輸送的方式。

砼灌注是確保成樁質量的關鍵，灌注應連續進行，不得中斷，盡量縮短砼灌注時間，單樁砼灌注時間不超過6 h，以防止樁孔內頂層砼失去流動性，頂升困難，造成質量事故。

開灌前應做好一切準備工作，待砼運輸車到達現場后，檢查砼坍落度及離析程度。

4.2.1 首批砼灌注

首批灌注砼的數量應能滿足導管首次埋置深度和填充導管底部的需要。

在確定砼可以使用后，先在導管上端連接砼漏斗，開始灌注時，應在漏斗下口設置隔水球，當漏斗箱內儲足首批灌注的砼數量時，剪斷吊住隔水球的鐵絲，使砼猝然落下，迅速落至孔底并把導管裹住。保證導管埋入砼面超過1.20 m。當孔口大量返出泥漿，說明初灌成功，進行連續灌注作業。此時，導管底部至孔底保持0.25 m～0.4 m的距離。若超過要求時，應調整導漿管的長度或采取其他措施。

由于孔徑越大，首批灌注的砼量就越多，由于砼量大，攪拌時間長，因此可能出現離析現象。首批砼在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現導管中堵滿砼，甚至漏斗內還有部分砼，此時應加大設備的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉導管，若起重能力不足，則應用卷揚機拉緊漏斗晃動，這樣能使砼順利下滑至孔底，下灌后，繼續向漏斗加入砼，進行后續灌注。

4.2.2 后續砼灌注

邊灌注砼邊提升導管，邊拆除上一節導管，使砼處于流動狀態，當導管底埋置于混凝土的深度達3 m左右，或導管中混凝土落不下去時，應將導管提升，提升速度不能過快。提升導管時應先將頂上漏斗挪開，然后垂直提升導管，拆去頂上一節后再接上漏斗，繼續灌注砼。灌注過程中要經常測定導漿管外砼面高度，埋管深度宜控制在2 m～6 m，一次提管拆管長度不得超過6 m，拆管后埋管深度不得小于2 m。

灌注過程中應設專人負責檢測記錄工作，隨時注意觀察管內砼面下降及孔內返水情況，及時檢測孔內砼面上升，及時提升和分段拆除上端導管。導管下口在砼內的埋置深度宜控制在2 m～6 m，導管應勤拆，一次提拆不超過6 m。

4.2.3 后期砼的灌注

在砼灌注后期，由于孔內壓力較小，往往上部砼不如下部密實，這時應稍提漏斗增大落差，以提高其密實度。為確保樁頂質量，砼的頂面應高出樁頂設計標高，測定砼面確已達到上述要求后方可停止灌注。灌注快完時，也就是最后一或兩根導管時，應緩慢拔出，使砼面口緩慢彌合，防止拔快，造成泥漿混入。

4.2.4 砼灌注完畢后

樁徑澆注應超過設計搞成1 m左右，然后仔細鑿除，露出清潔密實的砼表面，與承臺相接，鑿除時須防止破壞樁身。

4.2.5 樁底注漿

樁底注漿在超聲波檢查完畢后，利用樁內三根超聲波管道對樁底采用高壓注漿泵壓注C30水泥漿液加強。

壓漿時控制滲入量，確保慢速、低壓、低流量，以讓水泥漿自然滲入砂層。注漿壓力控制在1 MPa以內，以0.60 MPa～0.80 MPa為宜，流速控制在30 L/min～40 L/min，每根樁必須一次壓漿完成，完成后需立即密封，防止冒漿。

壓漿采用雙控標準，即當壓漿量達到設計要求，或者壓漿量達到設計要求的80 %，泵壓值達到2 MPa時（在注漿速度較慢的情況下，適當加大壓力，一般不超過2 MPa），即可停止壓漿，轉移到另一孔進行注漿。

由于以上措施得當，施工完成后經超聲波檢測，實際檢測樁基合格率為100 %。